Python编程——从计算思维到编程实践

对于怎样才算是掌握了一门程序设计语言这一命题而言，专业程序员和普通的程序爱好者的视角有很大的差异，主要的不同点是专业程序员必须要全面理解程序设计、运行背后的机理，因为理解上的偏差会导致程序设计或运行出现各种问题。本书从程序员的视角出发，讲述了Python简介、如何学习编程、Python程序的构成、程序流程的控制、函数、模块和包、数据类型和操作、函数式编程、文件和文件系统操作、异常处理、面向对象编程、元编程、面向对象设计的原则、正则表达式、调试和测试、异步程序等。本书为抽象的知识点提供了丰富的代码实例，还附带了完善的微课视频，采用线上线下结合的方式，让读者学会一门真正有用、能用的程序设计语言。
本书既可作为高等院校计算机类、管理类、统计类等专业的Python语言课程的教材，也可以供Python语言自学者或培训机构使用。

陈洪涛，副教授。长期从事程序设计语言、软件工程等计算机专业课程的教学工作，并有多年系统设计和开发经验。近期关注数据科学和机器学习的应用研究。

第1章Python简介1
1.1Python的由来1
1.2Python的特点1
1.3Python解释器2
1.4Python程序的集成开发环境3
1.4.1Anaconda安装3
1.4.2AnacondaNavigator5
1.4.3Spyder的使用6
1.4.4JupyterNotebook的使用7
1.5在命令行中使用Conda9
1.5.1将安装包的源设置为国内的镜像站9
1.5.2更新Conda的版本10
1.5.3和环境相关的操作方法10
1.5.4用Conda管理包12
1.5.5进一步了解Conda13
1.6本章习题13
第2章如何学习编程14
2.1编程的困难来自哪里14
2.2某种语言是否优于另一种语言16
2.3计算思维在编程中起着重要的作用18
2.4如何描述计算机上运行的算法20
2.5本章习题22
第3章Python程序的构成23
3.1Python程序的构成要素23
3.2Python的标识符和名称绑定27
3.2.1标识符27
3.2.2变量类型和字面量28
3.2.3名称绑定30
3.3Python程序的运算符和表达式31
3.3.1赋值运算符和表达式31
3.3.2算术运算符和表达式32
3.3.3比较运算符和关系表达式33
3.3.4逻辑运算符和表达式34
3.3.5成员运算符和表达式36
3.3.6位运算符和表达式37
3.3.7对象标识运算符和表达式38
3.4运算符优先级38
3.5输出格式的控制39
3.6一些有用的方法41
3.7本章习题41
第4章程序流程的控制43
4.1程序流程的三种基本结构43
4.2选择语句44
4.2.1单分支44
4.2.2双分支45
4.2.3多分支45
4.2.4选择语句嵌套46
4.2.5复合结构的语句缩进47
4.3循环语句48
4.3.1如何编写循环程序48
4.3.2循环的中断51
4.4空语句52
4.5本章习题52
第5章函数54
5.1函数的定义和调用54
5.2函数的参数传递56
5.2.1通过内存变化了解参数传递56
5.2.2参数传递中的若干情形59
5.3递归函数62
5.4变量的作用范围65
5.5匿名函数67
5.6函数标注和变量标注68
5.7文档字符串69
5.8内置函数70
5.9本章习题71
第6章模块和包73
6.1模块和包的作用73
6.2导入和使用标准模块73
6.2.1Python如何找到标准模块文件74
6.2.2模块的加载75
6.3名称空间和名称作用域76
6.4自定义模块78
6.5包79
6.6本章习题81
第7章数据类型和操作83
7.1Python的数据类型83
7.2容器类型对象的创建84
7.2.1序列类型的创建84
7.2.2无序类型的创建88
7.3对序列类型对象的操作89
7.3.1序列类型对象元素的引用89
7.3.2序列类型对象的切片90
7.3.3适用序列的常见运算符93
7.3.4字符串的编码和解码93
7.3.5字符串和数值的转换94
7.3.6与序列类型对象相关的函数95
7.3.7序列类型对象的循环遍历98
7.4无序类型容器对象的操作99
7.4.1与无序类型容器相关的函数99
7.4.2无序类型对象的循环遍历102
7.5浅拷贝和深拷贝102
7.6可迭代和迭代器104
7.6.1什么是可迭代和迭代器104
7.6.2推导式106
7.6.3生成器表达式107
7.6.4生成器108
7.7拆包操作符109
7.8迭代对象使得代码更简洁110
7.9本章习题110
第8章函数式编程113
8.1函数式编程的含义113
8.2纯函数114
8.2.1纯函数的反例114
8.2.2纯函数的正例114
8.3高阶函数115
8.4闭包116
8.4.1闭包的含义116
8.4.2闭包的应用117
8.4.3闭包探究118
8.5尾递归118
8.6Python内置的高阶函数120
8.7本章习题122
第9章文件和文件系统操作123
9.1文件和文件系统123
9.1.1不同操作系统的一些差异123
9.1.2绝对路径和相对路径124
9.2文件操作125
9.2.1打开文件125
9.2.2关闭文件127
9.2.3文件操作的常用函数128
9.2.4文本文件访问128
9.2.5二进制文件访问133
9.3目录操作139
9.4本章习题141
第10章异常处理142
10.1程序错误142
10.2异常捕获143
10.3异常的层次关系146
10.4抛出异常和异常的调用栈追溯147
10.4.1抛出异常147
10.4.2异常的调用栈追溯148
10.5用户自定义异常类149
10.6本章习题151
第11章面向对象编程152
11.1面向对象的相关概念152
11.2类的定义示例155
11.3实例生成和成员访问的代码示例157
11.4类和对象在内存中的存在158
11.5类实例的生成159
11.6类实例的销毁162
11.7专用方法163
11.8属性和方法的可访问性165
11.9类方法和静态方法167
11.10其他常用装饰器描述符171
11.11运算符重载172
11.12继承173
11.12.1继承实现扩展和多态173
11.12.2多继承175
11.13抽象类176
11.13.1通过继承实现抽象类176
11.13.2通过注册实现抽象类177
11.13.3内置抽象基类179
11.14如何实现装饰器179
11.14.1实现用户自定义的装饰器179
11.14.2实现日志输出的装饰器181
11.15本章习题184
第12章元编程186
12.1什么是元类186
12.1.1type是内置函数还是内置类186
12.1.2元类和类的关系187
12.2用元类创建类189
12.3元编程示例193
12.4本章习题195
第13章面向对象设计的原则197
13.1面向对象设计的原则简介197
13.2设计原则的应用198
13.2.1起步198
13.2.2基于单一职责的第一次改进199
13.2.3如何做到扩充时不需要修改200
13.2.4什么是Liskov替换202
13.2.5为不同的用户提供刚好够用的接口203
13.3Tkinter的简单介绍207
13.3.1图形用户界面的基本元素207
13.3.2简单的窗口程序207
13.3.3用类重构代码210
13.4面向对象的设计原则实例211
13.4.1构建概念到实现的层次关系212
13.4.2构建自定义的Canvas类214
13.4.3用户界面217
13.5本章习题217
第14章正则表达式218
14.1什么是正则表达式218
14.2正则表达式的主要用途218
14.2.1在字符串中查找子串219
14.2.2在文本中查找所有字符串220
14.2.3分隔字符串220
14.2.4替换一部分字符串221
14.3把正则表达式转成模式对象221
14.4正则表达式的语法规则221


14.4.1元字符221

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